学科核心素养视角下的生物实验教学研究
摘要：生物教学改革的核心内容是核心素养的培养，而生物实验是核心素养培养的重要载体。实验教学的开展，对于培养学生的“生物科学素养”，促进学生“关键能力”的发展具有积极地意义。在高中生物实验教学中，教师要明确核心素养对于生物实验教学的重要意义，通过整合课程，搭建明确的课程体系，有意识地将核心素养理念融入实验教学，促使高中生物实验教学的改革发展。
一、高中生物實验教学的重要意义
生物学科作为自然科学中的一员，实验是其实践基础。因此，生物实验教学在高中生物教学中具有重要地位。苏霍姆林斯基说过：“人的心灵深处有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探究者。”[1]通过在实验过程中对学生做好适当的引导，可加深学生对生物知识的理解和掌握程度。在实验过程中用对话的方式引导学生，可以让学生体验科学家处理问题的方式和研究问题的方法，在此过程中了解科学研究一般方法，领悟科学观念，培养学生的科学精神。布鲁纳强调，学生主动思考和探索求知，才能最终达到对所学知识的理解和掌握。因而，实验教学中，教师应有意识地提升学生理性思维能力，培养学生积极主动求证的科学精神。
二、新时期高中生物实验教学的课程改革
随着时代发展，国际竞争日趋激烈，社会对人的综合素养和创新能力提出了更高层次的要求，教育将面临更大的挑战。为了适应新形势的发展，2014年3月份，教育部下发了《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》。文中“核心素养体系”被置于深化课程改革、落实立德树人目标的基础地位，成为下一步深化工作的“关键”因素。什么是核心素养？杭州师范大学教育科学研究院院长张华教授认为，核心素养不是只适用于特定情境、特定学科或特定人群的特殊素养，而是适用于一切情境和所有人的普遍素养，这就是“核心”的含义。[2]
学生核心素养与学科素养之间的关系是全局与局部、共性与特性、抽象与具象的关系。北京师范大学生命科学学院刘恩山教授认为，学科素养和核心素养是相辅相成的，核心素养的落实会强化学科素养，学科素养又为核心素养的学习提供了一个平台。[3]《普通高中生物课程标准》明确指出：“高中生物的教学应当面向全体学生，通过探究性学习、生活化学习理念的引入，促进学生生物科学素养的提升。”新的课程改革要求教师转变教育理念，通过培养学生“生物科学素养”，提升学生“关键能力”。
三、基于核心素养的高中生物实验教学的具体实施
1.小组互助学习对于生物实验教学的重要意义
有的生物实验要耗费大量时间、实验操作也比较复杂，学生实验成功率往往不是很高。通过分组式互助学习，可以大大缩短实验时间，提高学习效率。以小组为学习和研究的单位，增强了学生的团队合作意识;学生通过组内交流和组间的交流，促进其语言素养或数学素养的提升。
2.引导学生进行实验探究，强化实验创新意识
当前高中生物学实验教学中存在中诸多问题：教师在授课方式上采取单向呈现的方式，没有考虑到自主探究学习对学生自主构建知识的重要性;学生也习惯于这种灌输式的教学，在学习过程中主动思考、主动学习积极性不高，对于课本内容只是简单的机械模仿和记忆，这样的学习方式其效率不高。因此在对于一些生物核心知识随着时间的延长变化逐渐遗忘，难以留下深刻印象。长期的自主探究以及独立思考的缺位，必然使得学生发现问题、提出问题并解决问题意识的淡薄，对于学生的全面发展产生不利影响。因此，教师在备课过程中要对教材内容进行深层次的挖掘，立足于课本而又高于课本，通过课本内容整合，促使学生由被动接受转向自主实验探究，使得创新意识不断得到强化，从而养成、提升核心素养。以“植物细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验为例，教师可以将学生分成不同的学习小组，展开自主式探究学习，通过小组成员交流设计实验步骤，根据实验设计准备好相关的实验用品与仪器。为了使实验探究落到实处而不是流于形式，笔者设计了若干个问题：能否把洋葱外表皮细胞用其他植物外表皮细胞代替，这样会不会对实验结果产生影响;为什么选择洋葱的紫色部分做实验，可能的原因是什么;将蔗糖溶液替换成其他试剂是否可以。在这些问题的引导下，激发了学生学习的兴趣，通过积极地思考和组内的深入讨论交流，最终设计了实验方案，通过实验验证，上述问题得到一一解决。
3.借助经典实验，提升学生科学探究能力
通过对经典的生物实验的学习，可以让学生感受科学家思考问题的思维方式，体验一个“发现问题”的过程，去感悟和理解知识是如何发生的、如何一步步发展及最终如何形成的过程，在这个过程中去理解什么是科学的本质和严谨的实验方法，体会科学家献身科学的精神。
如学习光合作用时，可重温萨克斯的经典实验。思考萨克斯的实验假设，还要感悟萨克斯在设计实验时是基于什么样的考量：将选用的植株暗处理一昼夜的原因是什么;怎样对叶片进行遮光处理;本实验的变